Resultat från Twodan

I figur 19 nedan redovisas resultatet från partikelspårningen i Twodan. En jämförelse med resultatet från Modflow-modelleringen (fig. 11, avsnitt 4.1.6.) visar att den beräknade sträckan längs Vanån som är potentiellt påverkad av utflödande förorenat grundvatten i stort sett är densamma. En noggrannare studie av figurerna visar på att det någon bredare utströmningsområde ut i Långviken, som predikteras av Twodan,

troligtvis är ett resultat av det större antalet ”imaginära partiklar” som placerats ut vid det förorenade områdets ytterkant. Twodanmodellen har fler partiklar i den sydligaste spetsen av området och täcker därför in den sträcka när flödet har den största sydliga komponenten. Den beräknade riktningen på grundvattenströmningen ute på udden är således likartad för de båda modelleringsverktygen, vilket också kan utläsas från ekvipotentiallinjernas likartade utseende. Däremot skiljer sig modellerna mera åt då avståndet från Vanån ökar. Denna skillnad blir märkbar redan vid

impregneringsområdets norra spets, där ekvipotentiallinjer likväl som de beräknade partikelspåren skiljer sig mellan modellerna, även om det beräknade

utströmningsområdet i slutändan blir detsamma.

Figur 19 Resultat från partikelspårningen (röda linjer). Blå linjer representerar beräknad hydraulisk höjd (ekvipotentiallinjer) och de gröna linjerna är line-sink-elementet som representerar Vanån (jfr. fig. 13 och 14). Intervallet mellan ekvipotentiallinjerna är 0,1 m.

Utflödet av potentiellt förorenat grundvatten i Bredviken beräknades till ca 2000 m³/år och i Långviken till ca 600 m³/år. Det totala utflödet i Vanån bestämdes således till ca 2600 m³/år. Detta motsvarar ett utflöde av ca. 7,1 m³/dygn. Som nämndes i avsnitt 4.1.7. beräknade Modflowmodellen det totala utflödet av potentiellt förorenat

grundvatten i Vanån till 11,6 m3/dygn. Detta var det värde som erhölls då konduktansen på det semipermeabla bottensedimentet valdes till 1000 m²/dygn.

Det bör noteras att verktyget ”sum discharge over polyline” är mycket känsligt för exakt hur linjesegmenten dras och det är därför mycket svårt att uppskatta volymflödet på ett konsekvent sätt.

5.1.2 Utökad modellmäktighet

I figur 20 och 21 nedan kan man tydligt se att valet av modellmäktighet är av betydelse för den beräknade grundvattenströmningen. Intervallet mellan de uppritade

ekvipotentiallinjerna är detsamma som i föregående figur. Man kan se att den hydrauliska gradienten på udden blir betydligt lägre då inte akvifermäktigheten begränsar grundvattenflödet och tvingar upp värdet på den hydrauliska höjden. Den största skillnaden erhålles då de två lagren i den 300 m mäktiga modellen genomgående tilldelas siltens konduktivitet. Då den hydrauliska konduktiviteten minskas i det undre lagret blir bilden mer lik den som erhölls i det första försöket.

Figur 20 Utdata från modell med 300 m silt: partikelbanor (röda linjer),

ekvipotentiallinjer (blå) och line-sink-elementet, Vanån (gröna linjer). Intervallet mellan ekvipotentiallinjerna är 0,1 m.

Figur 21 Utdata från modell med 20 m silt och 280 m berg/morän: partikelbanor (röda linjer), ekvipotentiallinjer (blå) och line-sink-elementet, Vanån (gröna linjer). Intervallet mellan ekvipotentiallinjerna är 0,1 m.

I fallet då båda lagren tilldelades en hydraulisk konduktivitet motsvarande siltens beräknades utflödet i Bredviken till ca 2500 m³/år och utflödet i Långviken till ca 1100 m³/år. Detta ger ett totalt utflöde av ca 3600 m³/år, motsvarande ca 9,9 m³/dygn. Modellen där det undre 280 m mäktiga lagret gavs en hydraulisk konduktivitet

motsvarande en tiondel av siltens, beräknades utflöden som i högre grad liknade dem då bara ett 20 m tjockt lager av silt modellerades. Utflödet i Bredviken beräknades till ca 2100 m³/år och utflödet i Långviken till ca 800 m³/år. Detta ger ett totalt utflöde av ca 2900m³/år, motsvarande ett utflöde av ca 7,9 m³/dygn.

Utflödet av potentiellt förorenat grundvatten i Vanån, beräknat med hjälp av de tre Twodanmodellerna sammanfattas i tabell 20 nedan.

Tabell 20: Beräknat utflöde av potentiellt förorenat grundvatten i Vanån för de olika Twodanmodellerna. Utflöde [m3/dygn] Utflöde [m3/år] Twodan (20 m) 7,1 2600 Twodan (300 m) 9,9 3600 Twodan (20+280 m) 7,9 2900

Den ökade mäktigheten på modellen påverkar mest då det undre lagret tilldelas en relativt hög hydraulisk konduktivitet. Detta är en logisk följd av att linesink-elementet summerar flödet genom samtliga lager och att transmissiviteten beräknas som det vattenmättade jordlagrens mäktighet multiplicerat med dess konduktivitet. I

verkligheten är det troligt att konduktiviteten hos bergmassan och moränen är betydlig lägre än den är för silten. Det resultat som erhölls då det undre lagret tilldelades en tiondel av detta värde torde därför i högre grad överrensstämma med verkligheten. Troligtvis ligger det värde som söks någonstans mellan 7 och 8 m³/dygn. Ett utflöde av storleken 8 m³/dygn skulle i sådana fall vara ett konservativt valt värde, vilket

motsvarar ett utflöde av ca 3000 m³/år.

5.1.3 Validering av grundvattenmodellerna

I tabell 21 nedan redovisas resultaten från valideringen av samtliga

grundvattenmodeller: den ursprungliga Twodanmodellen, de kompletterande Twodanmodellerna, samt Modflowmodellen.

Tabell 21: Resultat från valideringen av de tre Twodanmodellerna samt

Modflowmodellen. Tabellen redovisas skillnaden mellan modellerade och uppmätta grundvattennivåer angivet i meter, samt kvadratsumman av felet. Positiva skillnader är markerade med grått. Twodan (20 m) Twodan (300 m) Twodan (280+20 m) Modflow (Mod-Obs) RB3 -0,23 -0,47 -0,37 -0,29 (Mod-Obs) RB9212 0,36 -0,47 -0,11 -0,33 (Mod-Obs) RB9501 -0,31 -0,87 -0,63 -0,29 (Mod-Obs) RB9601 -0,12 -0,49 -0,33 0,03 (Mod-Obs) RB9603 0,10 -0,58 -0,29 -0,09 Σe² 0,31 1,77 0,73 0,24

Notera att antalet valideringspunkter är mycket litet och valideringsdata är osäkert eftersom årsmedelvärden för grundvattennivåerna endast kunde uppskattas

överslagsmässigt. Resultaten från valideringen av de olika grundvattenmodellerna kan därför storleksmässigt anses relativt likvärdiga. Den övergripande flödesbilden bör dock jämföras med den som de uppmätta grundvattennivåerna ger.

Resultaten från kalibreringen styrker iakttagelsen att den begränsade modellmäktigheten för Twodanmodellen tvingar upp den hydrauliska höjden på punkter i modellen som är belägna långt upp på land (jmr figur 16, avsnitt 4.2.5). Den ursprungliga

Twodanmodellen predikterar en för hög grundvattennivå i observationsrör Rb9603 och Rb9212, medan de övriga felen har negativt tecken. Modellen riskerar således att överskatta gradienten ut mot vattendraget.

I de två andra Twodanmodellerna har samtliga fel negativt tecken och skillnaden i felen mellan observationsrören nära vattendraget och längre upp på land är mindre. Störst negativa fel ger modellen där det undre lagret tilldelades siltens konduktivitet. Detta kan tyda på att det beräknade grundvattenflödet blir för stort för att infiltrationen skall kunna upprätthålla den hydrauliska höjden på udden. Felen är mindre för den modell där konduktiviteten i det undre lagret sänkts, men de är fortfarande större än

Modflowmodellens och då speciellt i den nordligaste delen av modellen. I avsnitt 4.3.3. konstaterades det att det regionala grundvattenflödet i huvudsak var sydligt, de nord-ostliga strömningskomponenterna i Twodanmodellernas norra del bekräftas således inte av de uppmätta grundvattennivåerna. På udden där det förorenade området är beläget, beskriver dock Twodanmodellerna och Modflowmodellen en likartad strömningsbild.